解析煤炭工業(yè)中電氣自動化PLC技術(shù)應(yīng)用

高旭東

（榆林市榆神煤炭榆樹灣煤礦有限公司 陜西榆林 719000）

解析煤炭工業(yè)中電氣自動化PLC技術(shù)應(yīng)用

高旭東

（榆林市榆神煤炭榆樹灣煤礦有限公司 陜西榆林 719000）

隨著經(jīng)濟及科技的不斷發(fā)展，我國煤炭工業(yè)中電氣自動化技術(shù)也得以迅猛發(fā)展，PLC技術(shù)被普及應(yīng)用到煤炭安全生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。本文主要從PLC技術(shù)的特點及優(yōu)點入手，重點對PLC技術(shù)在煤炭工程電氣自動化中的應(yīng)用進行了分析，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

煤炭工業(yè)；電氣自動化；PLC技術(shù)

1 引言

就目前而言，我國工藝電氣自動化發(fā)展水平與西方發(fā)達國家相比，還存在一定差距，所以加大電氣工業(yè)自動化的發(fā)展力度成為我國工業(yè)未來發(fā)展的重點內(nèi)容。作為煤炭生產(chǎn)大國，在煤炭工業(yè)中實現(xiàn)電氣工程自動化不僅能夠提升煤炭的開采效率和開采水平，還能進一步降低勞動強度，為確保煤炭工業(yè)生產(chǎn)的安全性與可靠性打下堅實基礎(chǔ)。而PLC技術(shù)在煤炭工業(yè)中的應(yīng)用能夠迅速、精準(zhǔn)實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動化控制，大大提升了電氣化設(shè)備的操作性、穩(wěn)定性和安全性。

2 PLC技術(shù)的特點

（1）具有較高的可靠性和抗干擾能力。當(dāng)前，PLC技術(shù)已經(jīng)具備了較強的檢測能力和自我診斷能力，一旦外部出現(xiàn)變化時，就能依據(jù)外部環(huán)境的變化而采取合理的方式發(fā)出警報、對故障進行檢查、修復(fù)錯誤信息等，大大提升了整個系統(tǒng)的抗干擾能力。

（2）具有較為廣闊的應(yīng)用范圍。PLC技術(shù)具有強大的功能，其能夠有效實現(xiàn)計算、運費、操作以及人機交換和自身排查等工作，所以PLC技術(shù)不僅能夠在單個操作設(shè)備和單一生產(chǎn)線中使用，也能夠在整體制造程序和整個單位中應(yīng)用，使用范圍廣，功能性強。

（3）具有較強的通用性，靈活方便。PLC具備全套的硬件設(shè)備和軟件功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對各類電氣設(shè)備的自動化控制，其程序設(shè)計也非常靈活，可調(diào)整性較強，不僅能夠滿足個性化的需要，且操作起來非常方便。

（4）具有簡單的編程和操作。通常情況下，可以采用梯形圖的編程方式對PLC的操作程序進行編寫，通俗易懂。這對于技術(shù)操作人員來說，是一件好事，其主要通過簡單地學(xué)習(xí)便可對各項操作要領(lǐng)予以掌握。

（5）耗能低，體型小。編程設(shè)備具有較小的體型，便于移動和安裝，耗能低，節(jié)約了大量資源。

3 煤炭工業(yè)中電氣自動化PLC技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

眾所周知，煤礦綜采工作是整個煤炭生產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提。在對煤炭進行綜采的過程中，需要用到很多的機電設(shè)備，在自動化程度比較低的煤炭綜采過程中，一般來說采用的是配電開關(guān)一對一的控制設(shè)備，這給煤炭開采現(xiàn)場管理增加了一定難度。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC集控回路技術(shù)在煤炭開采過程中得以廣泛使用，更多的煤炭生產(chǎn)企業(yè)開始應(yīng)用多回路開關(guān)操作模式，進一步簡化了綜采工作中的電氣控制系統(tǒng)，有效實現(xiàn)了煤炭綜采工作的電氣自動化，同時降低了煤炭生產(chǎn)與管理的難度，降低生產(chǎn)成本及設(shè)備故障的發(fā)生頻率。

在煤炭生產(chǎn)過程中，礦井運輸系統(tǒng)具有分布廣泛的特點。在具體操作過程中使用PLC技術(shù)來作為整個生產(chǎn)的主要控制元件，實現(xiàn)多組數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)緊密連接，從而完成對整個控制系統(tǒng)內(nèi)部的實時監(jiān)測，并與地面指揮中心連接構(gòu)成煤炭生產(chǎn)運輸?shù)娜^程動態(tài)自動化監(jiān)測。具體來說，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①對監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)予以建立并完善，相關(guān)技術(shù)人員可以在中控室的終端系統(tǒng)上實現(xiàn)對整個礦井運輸過程的動態(tài)監(jiān)控，并在煤炭運輸及其輔助環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)的收集、顯示、傳輸、記錄以及處理等操作，從而為煤炭生產(chǎn)過程中的安全性和穩(wěn)定性打下堅實基礎(chǔ)；②在分布控制結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，需要依據(jù)監(jiān)控子系統(tǒng)的各項功能對主控制站或者操作工程站的應(yīng)先進行設(shè)計，同時技術(shù)操作人員不同，其使用權(quán)限也不盡相同，為煤炭生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)的安全性提供了一個交互式的操作平臺，并對各個子系統(tǒng)設(shè)備運行參數(shù)和運行狀態(tài)進行突出顯示；③依據(jù)煤炭生產(chǎn)的連鎖關(guān)系以及工藝流程實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的控制，并對設(shè)備及傳感器的故障情況予以實時監(jiān)測并及時報警，此外，通過PLC技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對任意時間段數(shù)據(jù)參數(shù)的隨時查詢和調(diào)??；④除了具備操作員站的全部功能之外，主要控制站還能夠依據(jù)工藝流程的變化情況實現(xiàn)對控制器程序的修改，并對監(jiān)控系統(tǒng)中各項數(shù)據(jù)參數(shù)予以適當(dāng)轉(zhuǎn)換，同時可以依據(jù)需要對礦井信息管理系統(tǒng)中的趨勢圖表以及監(jiān)控畫面予以打印。

3.2 PLC技術(shù)在煤炭工程皮帶運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

通常情況下，井下使用的是PLC裝置控制膠帶運輸系統(tǒng)，例如由四部帶式輸送機構(gòu)成，這四部帶式運輸機都是由兩臺160kW，660V的電動機組成，系統(tǒng)的整體運輸量為400t/h。具體操作程序如下：首先啟動最前一臺帶式運輸機，并依據(jù)從前往后的順序依次啟動，待煤炭運輸完成之后，則依據(jù)從后往前的順序停止帶式運輸機。如果某臺帶式運輸機在運行過程中出現(xiàn)故障，則應(yīng)立即停止該運輸機之后的所有電氣設(shè)備。

具體來說，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①在煤炭工程皮帶運輸系統(tǒng)中使用PLC技術(shù)不僅實現(xiàn)了對帶式輸送機運行自動化的保護。且在發(fā)生堆煤、急停、煙霧、斷帶以及撕裂等情況時，能夠自動停止帶式運輸機，為電氣設(shè)備的運行起到了非常重要的保護作用；②PLC技術(shù)在煤炭工程皮帶運輸系統(tǒng)的使用還能夠有效實現(xiàn)帶式運輸機的合閘、分閘、抱閘以及軟啟動等設(shè)備的開閉；③PLC技術(shù)還具備相應(yīng)的監(jiān)控及擴展功能，大大提升了膠帶運輸系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)參數(shù)的真實性與可靠性；④能夠?qū)竭\輸機的故障進行自動檢測和診斷，并實現(xiàn)對帶式運輸機沿線的通話、打點以及語音報警；⑤與地面控制系統(tǒng)形成一個聯(lián)鎖，從而對設(shè)備的運行狀態(tài)以及手動、自動的任意切換進行實時監(jiān)控。

3.3 PLC技術(shù)在煤炭工程分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用

作為計算技術(shù)和可編程控制系統(tǒng)的合體，煤炭生產(chǎn)過程中使用的自動分揀控制系統(tǒng)具有體積小、操作靈活等特點，大大降低了煤炭的生產(chǎn)成本。加上PLC技術(shù)具有穩(wěn)定性好、可靠性強、系統(tǒng)模塊完善、安全系數(shù)高等特點，其在整個煤炭生產(chǎn)的分揀過程中了發(fā)揮著非常重要的裝置識別和控制作用。在控制裝置處于運行狀態(tài)時，PLC開始發(fā)出指令啟動傳送系統(tǒng)進行煤炭傳輸，并由下料傳感器對煤炭的存儲量進行自動分析。在具體操作過程中，PLC裝置都是針對數(shù)字信號進行處理的，也就是說各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的模擬型號都需要通過相應(yīng)程序轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號之后，才能輸入到PLC裝置中進行處理。同時，依據(jù)煤炭物料的具體位置，PLC裝置能夠?qū)ο嚓P(guān)的氣閥進行控制，并將物料推入相應(yīng)的出料口，從而完成煤炭的分揀工作，如圖1所示。

圖1 PLC控制煤炭分揀原理圖

4 結(jié)語

總而言之，在煤炭工程電氣自動化中應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠大大提升我國煤炭工業(yè)的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率，并改善了以往電氣自動化控制系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的一系列問題，在降低勞動強度的同時，提升了煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效益。

[1]張帥.淺析PLC技術(shù)在煤炭工程電氣自動化中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（06）：89～90.

[2]張振國.PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（09）：123～124.

[3]郭建國，段志其.PLC在煤礦提升機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2010（06）：56～57.

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